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Problema dell'inquinamento atmosferico

Per inquinamento atmosferico si intende l'insieme di tutti gli agenti fisici, chimici e biologici che modificano le caratteristiche naturali dell'atmosfera terrestre. Gli agenti inquinanti possono avere origine naturale (pulviscolo, eruzioni vulcaniche, incendi, decomposizione di composti organici, ossidi di azoto prodotti dalle scariche elettriche in atmosfera) oppure di origine antropica (smog, riscaldamento domestico, gas provenienti dalle industrie).

Inquinanti principali e loro effetti

I principali inquinanti dell’atmosfera vengono definiti inquinanti primari, immessi direttamente in atmosfera dalle sorgenti di emissione e sono: il particolato, gli ossidi di zolfo, di azoto e di piombo, i composti organici aromatici e il monossido di carbonio. Possono provocare effetti nocivi sui materiali, sulla vegetazione e sull’uomo.

In particolare, il particolato può sporcare edifici e monumenti, dare origine a effetti corrosivi, a riduzione del processo di fotosintesi, a fenomeni di tossicità per l’uomo, in particolare per l’apparato respiratorio.

Gli ossidi di zolfo possono causare corrosione di strutture metalliche, deterioramento dei materiali composti da CaCO₃, problemi alla vegetazione con la formazione di piogge acide; ad elevate concentrazioni (0,2 - 0,3 ppm), possono anche essere causa di problemi sull’uomo.

Il monossido di carbonio in atmosfera può danneggiare le piante, per concentrazioni superiori ai 100 ppm per lunghi periodi (mesi), e portare alla morte dell’uomo se inalato in concentrazioni superiori a 100 ppm. L'effetto tossico del CO sul corpo consiste nella riduzione della capacità del sangue di trasportare ossigeno.

Metodi di rimozione

• Limitare l’uso di autovetture privilegiando i trasporti pubblici
• Guidare a una velocità moderata
• Controllare il motore periodicamente
• Riciclare i rifiuti
• Non esagerare nel riscaldare o raffreddare ambienti domestici

L’inquinamento atmosferico è un fenomeno troppo complesso che per essere risolto necessita di una strategia comune a livello globale. Per ottenere risultati occorre intervenire sulle politiche energetiche, su quelle dei trasporti, sugli standard tecnologici e dell’edilizia.

Effetto serra

Alcuni gas presenti nell’atmosfera, detti appunto gas serra, permettono l’entrata della radiazione solare proveniente dal Sole, mentre ostacolano l’uscita della radiazione infrarossa riemessa dalla superficie della Terra riscaldandola nuovamente. Questo effetto è noto come effetto serra e garantisce che la superficie terrestre mantenga la temperatura media di 15°C necessaria alla vita.

Se non ci fosse l'effetto serra, la Terra sarebbe complessivamente gelata. Essa sarebbe infatti circa 30 gradi più fredda, con una temperatura media del globo di -18 °C. Il problema del riscaldamento globale è legato all’incremento in atmosfera dei gas in grado di assorbire la radiazione IR che può provocare l’aumento della temperatura della superficie terrestre.

I principali gas responsabili dell’effetto serra presenti in atmosfera sono: biossido di carbonio, vapore acqueo, metano, protossido di azoto, CFC (clorofluorocarburi), esafloruro di zolfo, ozono.

Tecniche di cattura della CO₂

La Carbon Capture and Storage (CCS) è un processo per il confinamento del biossido di carbonio in diverse tipologie di ambiente. La CCS prevede la cattura e lo stoccaggio del CO₂ generata dallo sfruttamento dei combustibili fossili in ogni settore, da quello energetico a quello industriale.

Possibilità di contenimento

• All’interno di formazioni geologiche terrestri profonde
• Tramite il confinamento nelle profondità degli oceani
• Attraverso la fissazione industriale della CO₂ in carbonati inorganici

Metodi di cattura della CO₂

• Oxyfuel: Combustione con ossigeno puro che consta di due passaggi.
  • Tramite distillazione criogena si produce O₂
  • La combustione che fornisce solo CO₂ e H₂O
  Il flusso di scarico uscente viene condensato in modo da raccogliere l’acqua e la parte rimanente, che contiene fino al 98% di CO₂, è pronta per essere trasferita ai siti idonei.
• Pre-Combustione: La rimozione pre-combustione implica un trattamento preliminare del combustibile, che suddivide l’operazione di ossidazione in due parti:
  • La formazione di una miscela di idrogeno e di monossido di carbonio
  • La produzione di CO₂ a partire dal monossido
  Il risultato netto è la conversione dei combustibili fossili in un flusso di H₂ e CO₂. Il primo elemento viene introdotto in camera di combustione, mentre il composto è separato e destinato ad altri fini.
• Post-Combustione: La cattura della CO₂ in sede di post-combustione è il metodo più semplice e flessibile per controllare le emissioni di gas inquinanti in atmosfera. Si tratta di lasciare inalterato il ciclo generatore di potenza e di intervenire solo sui gas di scarico, attraverso diverse tecnologie, per catturare e trattare le sostanze che non è più conveniente e/o concesso rilasciare in atmosfera. Lo svantaggio palese della post-combustione è una perdita di rendimento globale e di efficienza termica dell’intera installazione.